固定閾值在超聲波測距車(chē)載中的應用

其中，增益（K）為一個(gè)常量。

方程式 8 表明，隨著(zhù)物體到傳感器的距離 x 增加，回波電壓下降。換句話(huà)說(shuō)，物體越靠近，回波振幅變大，而物體遠離時(shí)，回波振幅變小。

圖 2 表明，接收到的電壓與物體到傳感器的距離有關(guān)，假設參數取值情況如下：

30cm 距離時(shí)發(fā)射 SPL= 106 dB

空氣吸收=1.3 dB/m

物體吸收=0 dB

接收機靈敏度=–85 dB

圖 2 接收機電壓為物體到傳感器距離的函數

可變閾值方案

前一小節表明，從物體接收到的回波的振幅，會(huì )隨物體到傳感器的距離增加而減小。另外，由圖1我們知道，回波處理路徑的輸入信號為u（t） = s（t） + η（t），其中s（t）為回波信號，而η（t）為輸入相關(guān)噪聲。換句話(huà)說(shuō)，回波信號振幅不僅隨距離增加而減小，并且會(huì )被噪聲破壞，而回波處理系統只能通過(guò)處理回波信號來(lái)探測某個(gè)物體的存在。選擇閾值時(shí)，一種常用的方法是閾值方案。使用這種方法時(shí)，閾值隨時(shí)間而變化。特別是，超聲波剛被發(fā)射出來(lái)時(shí)，閾值較大，之后，隨著(zhù)經(jīng)過(guò)時(shí)間的增加而減小。這種方法的基本原理是，利用信號振幅的可預測衰變，確定閾值大?。涸娇拷矬w，回波和閾值越大，從而實(shí)現物體探測。離物體越遠，回波和閾值就越小。


盡管這種可變閾值方案方法原則上有效，但它存在兩個(gè)缺點(diǎn)：

可變閾值方案要求器件內部有存儲器，以將時(shí)間與閾值關(guān)系存儲至方案表中。如果閾值有 3 個(gè)可能的取值（如圖 3 所示），則該表就會(huì )有 6 種可能的輸入。另外，對于車(chē)載中使用的高級駕駛員輔助系統 （ADAS） 來(lái)說(shuō)，用戶(hù)需要輸入多種可能的傳感器安裝位置，因為傳感器可以安裝于車(chē)載保險杠或者后視鏡上任何位置。例如，如果一個(gè)傳感器有 10 個(gè)可能的安裝位置，那么器件就需要存儲多達 60 個(gè)位置數據。這就增加了器件的成本，因為要求使用更多的存儲空間。

在車(chē)載保險杠和反視鏡上安裝好傳感器后，系統制造廠(chǎng)商會(huì )“校準”方案表。校準過(guò)程就是確定各個(gè)閾值，以及切換閾值的時(shí)間。這種校準通常是一項耗時(shí)費錢(qián)的工作，特別是一個(gè)表中需要多個(gè)輸入數據時(shí)更是這樣。

總之，可變閾值方案的主要缺點(diǎn)是，它增加了超聲波測距系統的總成本。